Cómo se formó el sistema solar según la teoría nebular
Nuestro sistema solar está formado por nuestra estrella, el Sol, y todo lo que está unido a ella por la gravedad: los planetas Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; planetas enanos como Plutón; decenas de lunas; y millones de asteroides, cometas y meteoroides.
Más allá de nuestro sistema solar, hay más planetas que estrellas en el cielo nocturno. Hasta ahora, hemos descubierto miles de sistemas planetarios que orbitan alrededor de otras estrellas de la Vía Láctea, y se están encontrando más planetas. Se cree que la mayoría de los cientos de miles de millones de estrellas de nuestra galaxia tienen sus propios planetas, y la Vía Láctea no es más que una de las 100.000 millones de galaxias del universo.
Aunque nuestro planeta es, en cierto modo, una mera mota en el vasto cosmos, tenemos mucha compañía ahí fuera. Parece que vivimos en un universo repleto de planetas: una red de innumerables estrellas acompañadas de familias de objetos, quizás algunos con vida propia.
Hay muchos sistemas planetarios como el nuestro en el universo, con planetas que orbitan alrededor de una estrella anfitriona. Nuestro sistema planetario recibe el nombre de “sistema solar” porque nuestro Sol se llama Sol, por la palabra latina para Sol, “solis”, y cualquier cosa relacionada con el Sol la llamamos “solar”.
Los planetas de nuestro sistema solar
Preguntarse de dónde venimos es uno de los rasgos que nos distinguen como seres humanos. Sin embargo, esta vena inquisitiva no siempre nos ha llevado por el buen camino, sobre todo cuando nos creemos más importantes de lo que en realidad somos.
Los grandes pensadores del mundo consideraban que la Tierra era el centro de la creación, con el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas dando vueltas a nuestro alrededor. Es una idea que perduró durante más de 1.000 años, desde los tiempos de Aristóteles y la antigua Grecia.
No fue hasta que el astrónomo y matemático polaco Nicolaus Copernicus desafió esta idea en el siglo XVI que la corriente de opinión empezó a cambiar. Afirmó que los planetas -incluida la Tierra- orbitan alrededor del Sol central.
Es difícil ver cómo los astrónomos podrían haber formado su imagen actual de cómo llegó a ser nuestro Sistema Solar si todavía pensáramos que todo orbita alrededor de la Tierra. El avance de Copérnico es alabado con razón como una de las mayores revoluciones científicas de la historia.
La antigua idea del geocentrismo -que todo en el Universo orbitaba alrededor de la Tierra en círculos perfectos- se topó con un problema al observar el cielo nocturno. Algunos planetas parecían doblarse sobre sí mismos, lo que no es el comportamiento de los mundos que giran alrededor de la Tierra. Por ello, el polímata griego Ptolomeo introdujo los “epiciclos”, según los cuales los planetas se movían en círculos más pequeños, que a su vez orbitaban alrededor de la Tierra.
La nebulosa solar
La formación del Sistema Solar comenzó hace unos 4.600 millones de años con el colapso gravitatorio de una pequeña parte de una gigantesca nube molecular[1] La mayor parte de la masa colapsada se acumuló en el centro, formando el Sol, mientras que el resto se aplanó en un disco protoplanetario a partir del cual se formaron los planetas, lunas, asteroides y otros pequeños cuerpos del Sistema Solar.
Este modelo, conocido como hipótesis nebular, fue desarrollado por primera vez en el siglo XVIII por Emanuel Swedenborg, Immanuel Kant y Pierre-Simon Laplace. Su desarrollo posterior ha entrelazado diversas disciplinas científicas, como la astronomía, la química, la geología, la física y la ciencia planetaria. Desde los albores de la era espacial, en la década de 1950, y el descubrimiento de planetas extrasolares, en la de 1990, el modelo se ha puesto en tela de juicio y se ha perfeccionado para tener en cuenta las nuevas observaciones.
El Sistema Solar ha evolucionado considerablemente desde su formación inicial. Muchas lunas se han formado a partir de discos de gas y polvo que giran alrededor de sus planetas progenitores, mientras que otras lunas se han formado de forma independiente y posteriormente han sido capturadas por sus planetas. Otras, como la Luna de la Tierra, pueden ser el resultado de colisiones gigantescas. Las colisiones entre cuerpos se han producido continuamente hasta nuestros días y han sido fundamentales para la evolución del Sistema Solar. Las posiciones de los planetas podrían haberse desplazado debido a las interacciones gravitatorias[2]. Actualmente se piensa que esta migración planetaria fue la responsable de gran parte de la evolución temprana del Sistema Solar.
Mapa del sistema solar
Nuestro sistema solar comenzó a formarse en una concentración de polvo interestelar y gas de hidrógeno. La nube se contrajo por su propia gravedad y nuestro proto-Sol se formó en el centro, rodeado por el disco arremolinado de la nebulosa solar.
La mayoría de las estrellas que se forman en nuestra galaxia, como las de la nebulosa de Orión, están rodeadas de discos de polvo y gas hidrógeno llamados discos circunestelares. Los científicos estudian estos discos para conocer los procesos que ocurrieron hace miles de millones de años en nuestra nebulosa solar. Imagen del telescopio espacial Hubble de la nebulosa de Orión, cortesía de C. R. O’Dell (Universidad de Rice) y la NASA.
En la nebulosa solar, las partículas de polvo y hielo colisionaban y se fusionaban ocasionalmente. Mediante esta acreción, estas diminutas partículas formaron cuerpos más grandes que acabaron convirtiéndose en planetesimales de hasta unos pocos kilómetros de diámetro. En la parte interior y más caliente de la nebulosa, los planetesimales estaban compuestos de silicatos y metales. En la parte exterior, más fría, el hielo de agua era el componente dominante.
Los planetesimales eran lo suficientemente masivos como para que su gravedad influyera en otros planetesimales. Esto aumentó la frecuencia de las colisiones, haciendo que los cuerpos más grandes crecieran más rápidamente, convirtiéndose finalmente en embriones planetarios. La acreción continuó hasta que sólo quedaron cuatro cuerpos grandes: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.